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海大交大攜手 突破奈米雷射

2016-5-24 10:03 作者:lihpao809

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海大機械與機電工程學系副教授林資榕與交大光電工程學系教授盧廷昌所組成的研究團隊,合作提出了金屬─半導體直接接合的奈米雷射的新結構,創下了世界上最高操作溫度的奈米雷射新紀錄。相關研究成果發表於奈米科學標竿期刊。





海大交大攜手 突破奈米雷射

半導體雷射與光電元件研發的進展日新月異,而尋求更快、更低耗能及更微小的光電元件是許多科學家追求的共同目標,更是光電產業競爭重要的關鍵。

由台灣海洋大學機械與機電工程學系副教授林資榕與交通大學光電工程學系教授盧廷昌所組成的研究團隊,合作提出了金屬─半導體直接接合的奈米雷射的新結構,創下了世界上最高操作溫度的奈米雷射新紀錄。

相關研究成果已發表於最新一期的奈米科學標竿期刊《Nano Letters》。

研發出世界上最小模態體積的奈米雷射 登上國際期刊






海洋大學林資榕副教授表示,受限於光學繞射極限的關係,將光學元件縮小至次波長等級的體積是一項重大的挑戰。

海大與交大組成的研究團隊致力於電漿子奈米半導體雷射等光電領域的研究,已研發出世界上最小模態體積的奈米雷射。相關研究成果也分別登上國際重要期刊《ACS Nano》及《Nature-Scientific Reports》。

近期在奈米雷射的研究上有突破性的成果,「高溫操作的單晶鋁電漿奈米雷射」創下了最高操作溫度的奈米雷射紀錄。






捨棄間隙層 改善熱傳導不佳等問題

林資榕表示,傳統的金屬電漿奈米雷射為了減少金屬引致的歐姆能量損耗,常在金屬與主動層間鋪設一層氧化物奈米間隙層。然而,此奈米間隙層卻也導致了實驗製程複雜與熱傳導不佳等相關問題。

合作團隊研究發現,在特定材料介電係數匹配的情況下,可以捨棄這個間隙層,讓電漿子奈米雷射的表現更甚於具有間隙層傳統結構的奈米元件,並創下世界上最高操作溫度的電漿子奈米雷射新紀錄。


▲海大23日舉辦「領先全球電漿子奈米雷射」研發成果發表會,由海洋大學機械與機電工程學系林資榕副教授與交通大學光電工程學系盧廷昌教授所組成的研究團隊合作提出了金屬-半導體直接接合的奈米雷射的新結構。圖/海大提供

▶此次跨校合作,由海大機械系暨光電所林資榕副教授(左)率領的理論與模擬研究團隊、交大光電系盧廷昌教授(右)指導的實驗與量測研究團隊與電子系林聖迪教授的磊晶研究團隊所組成。
圖/海大提供

交通大學盧廷昌教授指出,在實驗中採用林聖迪教授實驗室的分子束磊晶生長高品質單晶鋁,以避免因粗糙表面所引起的散射損耗,有助於奈米雷射的產生。同時,由研究團隊研發的金屬─半導體直接接合雷射的新結構的平均雷射閾值比具有間隙層的傳統結構低了四倍。

而且,元件可在單模操作的情況下,適應溫度從傳統的室溫一舉提升到353K(約80℃)的溫度,是目前世界上操作溫度最高的電漿子奈米雷射,讓電漿子奈米雷射能夠更廣泛的在產業上應用。

盧廷昌強調,這項技術不僅簡化傳統的結構,有效降低製作成本,也可以將電漿子奈米雷射的實用性大幅的提升,未來將有助於產業升級,帶動奈米光電、通訊傳輸、醫療、生醫等產業大躍進。


記者莫翊宸/報導
上稿/數位編輯林詩萍





 
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